公布日：2022.09.06
申请日：2022.06.30
分类号：C02F9/14(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种基于磁性复合载体的高效污水生化处理系统及方法，系统包括：生化子系统的前端设进水口，后端设出水管和排泥管；磁性复合载体投加子系统设有投加磁性复合载体连接生化子系统缺氧池的投加口；磁性复合载体回收分离子系统分别设有磁性复合载体的回收口、回用投放口和剩余污泥排出口，回收口与生化子系统连接排泥管，能回收磁性复合载体，回用投放口连接缺氧池进水端。该系统及方法结合磁混凝系统和类颗粒污泥的优势与生化子系统的活性污泥法和生物膜法的优势，进而减小生化池的池容，二沉池形成高密度的含磁性载体污泥可使二沉池的固体通量和水力负荷大幅提升，进而大大提升二沉池处理能力，能解决水量负荷和污染物负荷的冲击问题。
权利要求书
1.一种基于磁性复合载体的高效污水生化处理系统，其特征在于，包括：生化子系统、磁性复合载体投加子系统和磁性复合载体回收分离子系统；其中，所述生化子系统的前端设置进水口，后端设置出水管和排泥管；所述磁性复合载体投加子系统设有投加磁性复合载体的投加口，该投加口与所述生化子系统的缺氧池的进水端连接；所述磁性复合载体回收分离子系统分别设有磁性复合载体的回收口、回用投放口和剩余污泥排出口，所述回收口与所述生化子系统的排泥管连接，能从所述生化子系统的外排污泥内回收磁性复合载体，所述回用投放口与所述生化子系统的缺氧池的进水端连接，能将分离的磁性复合载体回放至所述缺氧池的进水端。
2.根据权利要求1所述的基于磁性复合载体的高效污水生化处理系统，其特征在于，所述磁性复合载体回收分离子系统包括：磁泥泵、剪切机和磁分离机；其中，所述磁泥泵设置所述回收口，与所述生化子系统的排泥管连接；所述磁泥泵的出口依次与所述剪切机和磁分离机连接；所述磁分离机分别设置所述回用投放口和剩余污泥排出管，所述回用投放口与所述生化子系统的缺氧池的进水端连接。
3.根据权利要求2所述的基于磁性复合载体的高效污水生化处理系统，其特征在于，所述磁泥泵的叶轮采用全开式叶轮。
4.根据权利要求2所述的基于磁性复合载体的高效污水生化处理系统，其特征在于，所述磁性复合载体回收分离子系统的剩余污泥排出管上设有渣浆泵，该渣浆泵的叶轮设有耐磨涂层，其叶轮采用全开式叶轮。
5.根据权利要求1所述的基于磁性复合载体的高效污水生化处理系统，其特征在于，所述磁性复合载体投加子系统采用干式投加系统或湿式投加系统。
6.根据权利要求1所述的基于磁性复合载体的高效污水生化处理系统，其特征在于，所述磁性复合载体的密度为1.006-1.15g/cm3，该磁性载体工艺颗粒的沉降速度为絮状活性污泥4-6倍。
7.根据权利要求1至6任一项所述的基于磁性复合载体的高效污水生化处理系统，其特征在于，所述生化子系统包括：厌氧池、所述缺氧池、好氧池和高密度二沉池；其中，所述厌氧池前端设置所述进水口，后端设置的出水口依次与所述缺氧池、好氧池和高密度二沉池连接，所述高密度二沉池的后端设置出水管，底部设置排泥管；所述高密度二沉池的排泥管通过污泥回流管回连至所述厌氧池前端的进水口；所述好氧池后端的出水管通过混合液回流管回流至所述缺氧池的进水端。
8.一种基于磁性复合载体的高效污水生化处理方法，其特征在于，采用权利要求1至7任一项所述的系统，包括以下步骤：在所述系统的生化子系统开始污水生化处理时，通过所述系统的磁性复合载体投加子系统按生化子系统需去除污染物的量确定污水中磁性复合载体的填充比，按确定的填充比向所述生化子系统的缺氧池前端的污水中均匀投加磁性复合载体，通过在磁性复合载体上附着的生物膜作用，在缺氧、好氧条件下，降解去除污水中的污染物；在所述生化子系统处理污水过程中，依据之前确定的污水中磁性复合载体的填充比，并结合所述系统的磁性复合载体回收分离子系统的磁性复合载体回收率，控制磁性复合载体的投加量，使污水中的磁性复合载体的填充比保持为之前确定的填充比。
9.根据权利要求8所述的基于磁性复合载体的高效污水生化处理方法，其特征在于，所述方法中，按以下方式根据生化子系统需去除污染物的量确定污水中磁性复合载体的填充比，包括：按污水中磁性复合载体在缺氧池的除硝态氮负荷、在好氧池磁性复合载体的除碳负荷和除氨氮负荷分别计算出磁性复合载体的填充比；以计算得出的除硝态氮填充比、除碳填充比和除氨氮填充比中最大的填充比作为向生化子系统的污水中投加磁性复合载体的填充比；所述方法中，依据之前确定的污水中磁性复合载体的填充比，并结合磁性复合载体回收分离子系统的磁性复合载体回收率，控制磁性复合载体的投加量，包括：持续的磁性复合载体的投加量等于根据填充比确定的磁性复合载体投加量减去磁性复合载体回收分离子系统的磁性复合载体回收量。
10.根据权利要求8所述的基于磁性复合载体的高效污水生化处理方法，其特征在于，按以下公式计算所述缺氧池的污水中磁性复合载体的除硝态氮填充比，计算公式为：除硝态氮填充比＝V/V1×100％；其中，V为需要投加的磁性复合载体的体积，V通过公式V＝Q1(NO3-N1-NO3-N2)÷(q1×a)计算得出，Q1为缺氧池的进水水量，NO3-N1为缺氧池的进水硝态氮，NO3-N2为缺氧池的出水硝态氮，q1为单位磁性复合载体表面积的硝态氮负荷，a为磁性复合载体的比表面积；V1为缺氧池的池容；按以下公式计算所述好氧池的污水中磁性复合载体的除碳填充比，计算公式为：除碳填充比＝V/V2×100％；其中，V为需要投加的磁性复合载体的体积，V通过公式V＝Q2(COD1-COD2)÷(q2×a)计算得出，Q2为好氧池的进水水量，COD1为好氧池的进水COD，COD2为好氧池的出水COD，q2为单位磁性复合载体表面积的COD负荷，a为磁性复合载体的比表面积；V2为好氧池的池容；按以下公式计算所述好氧池的污水中磁性复合载体的除氨氮填充比，计算公式为：除氨氮填充比＝V/V2×100％；其中，V为需要投加的磁性复合载体的体积，V通过公式V＝Q2(NH3-N1-NH3-N2)÷(q3×a)计算得出，Q2为好氧池的进水水量，NH3-N1为好氧池的进水氨氮量，NH3-N2为好氧池的出水氨氮量，q3为单位磁性复合载体表面积的氨氮负荷，a为磁性复合载体的比表面积；V2为好氧池的池容。
发明内容
本发明的目的是提供了一种基于新型磁性载体的高效污水生化处理系统及方法，进而解决现有技术中存在的上述技术问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明实施方式提供一种基于磁性复合载体的高效污水生化处理系统，包括：
生化子系统、磁性复合载体投加子系统和磁性复合载体回收分离子系统；其中，
所述生化子系统的前端设置进水口，后端设置出水管和排泥管；
所述磁性复合载体投加子系统设有投加磁性复合载体的投加口，该投加口与所述生化子系统的缺氧池的进水端连接；
所述磁性复合载体回收分离子系统分别设有磁性复合载体的回收口、回用投放口和剩余污泥排出口，所述回收口与所述生化子系统的排泥管连接，能从所述生化子系统的外排污泥内回收磁性复合载体，所述回用投放口与所述生化子系统的缺氧池的进水端连接，能将分离的磁性复合载体回放至所述缺氧池的进水端。
本发明实施方式还提供一种基于磁性复合载体的高效污水生化处理方法，采用本发明的系统，包括以下步骤：
在所述系统的生化子系统开始污水生化处理时，通过所述系统的磁性复合载体投加子系统按生化子系统需去除污染物的量确定污水中磁性复合载体的填充比，按确定的填充比向所述生化子系统的缺氧池前端的污水中均匀投加磁性复合载体，通过在磁性复合载体上附着的生物膜作用，在缺氧、好氧条件下，降解去除污水中的污染物；
在所述生化子系统处理污水过程中，依据之前确定的污水中磁性复合载体的填充比，并结合所述系统的磁性复合载体回收分离子系统的磁性复合载体回收率，控制磁性复合载体的投加量，使污水中的磁性复合载体的填充比保持为之前确定的填充比。
与现有技术相比，本发明所提供的基于磁性复合载体的高效污水生化处理系统，其有益效果包括：
通过设置与生化子系统连接的磁性复合载体投加子系统和磁性复合载体回收分离子系统，方便向生化子系统处理的污水中投加磁性复合载体，以及对磁性复合载体回收分离循环利用，这种系统实现了将磁混凝系统和类颗粒污泥的优势与生化子系统的活性污泥法和生物膜法等优势结合，进而减小生化池的池容或提升生化池的处理量，二沉池形成高密度的含磁性复合载体污泥可使高密度二沉池的固体通量和水力负荷大幅提升，进而大大提升了二沉池的处理能力，可同时解决水量负荷和污染物负荷的冲击问题，是一种高效、节能的脱氮除磷生物处理系统。
（发明人：魏彬;卢伟;汪力;马文瑾;王亿宝;龚春晨;杜蓉;王文啸;谢羽佳;赵瞳;朱曜曜）